KR101408354B1 - Water Heating System And Hot Water Providing Method Using Solar Energy - Google Patents

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Abstract

태양열 온수 시스템 및 태양열 온수 제공방법이 개시된다. 본 발명의 태양열 온수 시스템은 태양열을 흡수하여 물을 가열시키는 태양열 온수 시스템에 있어서, 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 물을 가열시키는 제 1 태양열 가열기; 제 1 태양열 가열기에서 가열된 물이 저장되는 온수 탱크; 과열 유체가 형성되도록 공급되는 유체의 압력을 상승시키는 가압 펌프; 가압 펌프에 연결되며 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 유체를 가열하여 과열 유체를 형성시키는 제 2 태양열 가열기; 및 과열 유체를 저장하여 온수 탱크에 순환시킴으로써 열교환작용에 의해 온수 탱크에 저장된 온수를 재가열시키는 어큐뮬레이터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A solar hot water system and a solar hot water providing method are disclosed. A solar hot water system according to the present invention is a solar hot water system for absorbing solar heat to heat water, comprising: a first solar heat heater for absorbing solar heat and heating water through a heat medium disposed therein; A hot water tank in which heated water is stored in the first solar heaters; A pressurizing pump for raising the pressure of the fluid supplied to form the superheated fluid; A second solar heater connected to the pressurizing pump for absorbing solar heat and heating the fluid through a heat medium disposed therein to form a superheated fluid; And an accumulator section for storing the superheated fluid and circulating the superheated fluid to the hot water tank to reheat the hot water stored in the hot water tank by the heat exchange action.

Description

태양열 온수 시스템 및 태양열 온수 제공방법{Water Heating System And Hot Water Providing Method Using Solar Energy}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar water heating system,

본 발명은 태양열 온수 시스템 및 태양열 온수 제공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기나 다른 별도의 연료 없이 태양열만을 이용하여 온수를 재가열할 수 있는 태양열 온수 시스템 및 태양열 온수 제공방법에 관한 것이다. The present invention relates to a solar hot water system and a solar hot water providing method, and more particularly, to a solar hot water system and a solar hot water providing method capable of reheating hot water using only solar heat without electricity or other fuel.

온수 보일러는 일반적으로 유류, 가스와 같은 화석 연료를 연소시켜 발생하는 열이나 전류 공급에 의한 저항 발열을 이용하여 물을 가열시켜 온수를 생성하여 저장해두고 필요한 때에 공급하는 장치이다.Hot water boiler is a device that generates hot water by heating water by using heat generated by burning fossil fuel such as oil and gas and resistance heat generated by current supply, and stores and supplies the hot water when necessary.

종래의 온수 보일러는 화석 연료나 전기를 이용함으로써, 경제성과 화재 위험성, 환경 오염 등의 문제점이 제기되었고, 이에 따라 친환경적이고 안전한 태양열을 이용하는 태양열 온수기가 개발되어 일부 가동되고 있다. Conventional hot water boilers use fossil fuels or electricity, resulting in economical problems, fire hazards, and environmental pollution problems. Accordingly, solar water heaters using environmentally friendly and safe solar heat have been developed and partially operated.

태양열 온수기는 태양열 가열기를 통하여 생산한 온수를 저장해두었다가 필요한 때에 공급하는 장치이다. A solar water heater is a device that stores hot water produced through solar heaters and supplies them when needed.

도 1은 종래의 태양열 온수기를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional solar water heater.

종래의 태양열 온수기는 태양열을 집열하여 고열을 발생시키고 이렇게 발생시킨 고열로 물을 가열시키는 태양열 가열기(1)와, 이를 통해 생성된 온수를 저장해두었다가 수요처로 공급하는 온수탱크(2), 저장된 온수를 재가열시키기 위한 보일러(4)로 크게 구성된다.The conventional solar water heater has a solar heater 1 for collecting solar heat to generate high heat and heating the water with the generated high heat, a hot water tank 2 for storing the generated hot water and supplying it to the customer, And a boiler 4 for reheating.

이와 같이 종래의 태양열 온수기는 야간이나, 흐린 날, 일사량이 부족한 겨울철 등의 경우나, 저장된 온수의 수온이 저하되어 재가열할 필요가 있는 경우에 온수탱크에 설치된 히팅 코일(3)이나 별도의 보일러(4)를 이용하였고, 이러한 설비들은 전기 또는 화석 연료로 가동시키는 것이 일반적이었다.As described above, in the case of the conventional solar water heater, when the water temperature of the stored hot water drops and it is necessary to reheat the water, the heating coil 3 or the boiler 4), and these facilities were generally operated with electricity or fossil fuels.

결국 종래의 태양열 온수기는 전기 또는 화석 연료를 필요로 하였기에 완전한 의미에서의 '태양열' 온수기라 할 수 없었고, 전기나 화석 연료 사용에 따른 연료비 발생의 경제적 문제와 온실가스 발생의 환경적 문제도 안고 있었다. As a result, conventional solar water heaters required electricity or fossil fuel, so they could not be called "solar heaters" in the full sense, and they also had economic problems of generating fuel costs due to electricity or fossil fuel use and environmental problems of greenhouse gas generation .

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 과열 유체를 형성시켜 저장 및 순환시킴으로써, 저장된 온수의 재가열에도 태양열을 활용할 수 있는 태양열 온수 시스템 및 태양열 온수 제공방법을 도입하여 종래의 전기나 화석 연료 사용에 따른 문제를 해결하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems as described above and it is an object of the present invention to provide a solar hot water system and a solar hot water providing method capable of utilizing solar heat for reheating stored hot water by forming, I want to solve the problem of using fossil fuel.

본 발명의 일 측면에 따르면, 태양열을 흡수하여 물을 가열시키는 태양열 온수 시스템에 있어서,According to an aspect of the present invention, there is provided a solar hot water system for absorbing solar heat to heat water,

태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 물을 가열시키는 제 1 태양열 가열기;A first solar heat heater for absorbing solar heat and heating water through a heat medium disposed therein;

상기 제 1 태양열 가열기에서 가열된 물이 저장되는 온수 탱크;A hot water tank in which water heated by the first solar heaters is stored;

과열 유체가 형성되도록 공급되는 유체의 압력을 상승시키는 가압 펌프;A pressurizing pump for raising the pressure of the fluid supplied to form the superheated fluid;

상기 가압 펌프에 연결되며 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 상기 유체를 가열하여 상기 과열 유체를 형성시키는 제 2 태양열 가열기; 및 A second solar heater connected to the pressurizing pump and absorbing solar heat to form the superheated fluid by heating the fluid through a heat medium disposed therein; And

상기 과열 유체를 저장하여 상기 온수 탱크에 순환시킴으로써 열교환작용에 의해 온수 탱크에 저장된 온수를 재가열시키는 어큐뮬레이터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 온수 시스템을 제공한다.And an accumulator unit for storing the superheated fluid and circulating the superheated fluid to the hot water tank to reheat the hot water stored in the hot water tank by a heat exchange action.

상기 태양열 온수 시스템은 상기 제 1 태양열 가열기로 직수를 공급하는 직수관을 더 포함할 수 있다.The solar hot water system may further include a direct water pipe for supplying direct water to the first solar heaters.

상기 태양열 온수 시스템은 상기 온수 탱크의 내부에 설치되며 상기 과열 유체가 상기 온수와 열교환작용으로 상기 온수를 재가열할 수 있도록 순환하여 흐르는 코일형 파이프를 더 포함할 수 있다.The solar hot water system may further include a coil-shaped pipe installed inside the hot water tank and circulatingly flowing to allow the superheated fluid to reheat the hot water through a heat exchange operation with the hot water.

상기 태양열 온수 시스템은 상기 온수 탱크에 설치되며 상기 온수의 온도 저하를 감지하여 재가열 신호를 전송하는 온도센서를 더 포함할 수 있다.The solar hot water system may further include a temperature sensor installed in the hot water tank and sensing a temperature drop of the hot water to transmit a reheating signal.

상기 어큐뮬레이터부는 상기 과열 유체가 저장되는 어큐뮬레이터, 상기 과열 유체가 상기 온수 탱크로 공급되도록 상기 온수 탱크와 상기 어큐뮬레이터를 연결하는 공급 유로 및 상기 온수 탱크에서 순환을 거친 상기 유체가 상기 어큐뮬레이터로 복귀되도록 상기 온수 탱크와 상기 어큐뮬레이터를 연결하는 배출 유로를 포함할 수 있다. Wherein the accumulator portion includes an accumulator for storing the superheated fluid, a supply passage for connecting the hot water tank and the accumulator so that the superheated fluid is supplied to the hot water tank, and a supply passage for supplying the superheated fluid to the accumulator, And an exhaust passage connecting the tank and the accumulator.

상기 어큐뮬레이터부는 상기 공급 유로 및 상기 배출 유로 중 적어도 하나에 마련되어 상기 온도 센서에서 전송된 신호를 감지하여 상기 과열 유체의 순환을 조절하는 모터구동밸브를 더 포함할 수 있다. The accumulator may further include a motor drive valve provided in at least one of the supply passage and the discharge passage for sensing a signal transmitted from the temperature sensor to regulate circulation of the superheated fluid.

상기 유체는 물 및 해수를 포함하는 군에서 선택될 수 있다.
The fluid may be selected from the group comprising water and seawater.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 태양열을 흡수하여 물을 가열시키는 태양열 온수 시스템에 있어서,According to another aspect of the present invention, there is provided a solar hot water system for absorbing solar heat to heat water,

태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 물을 가열시키는 제 1 태양열 가열기; A first solar heat heater for absorbing solar heat and heating water through a heat medium disposed therein;

상기 제 1 태양열 가열기에서 가열된 물이 저장되는 온수 탱크;A hot water tank in which water heated by the first solar heaters is stored;

과열 유체가 형성되도록 공급되는 유체의 압력을 상승시키는 가압 펌프;A pressurizing pump for raising the pressure of the fluid supplied to form the superheated fluid;

상기 가압 펌프에 연결되며 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 상기 유체를 가열하여 상기 과열 유체를 형성시키는 제 2 태양열 가열기; 및 A second solar heater connected to the pressurizing pump and absorbing solar heat to form the superheated fluid by heating the fluid through a heat medium disposed therein; And

상기 과열 유체를 저장하여 상기 온수 탱크에 순환시킴으로써 열교환작용에 의해 상기 온수 탱크에 저장된 온수를 재가열시키는 과열 유체 저장탱크부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 온수 시스템을 제공한다. And a superheating fluid storage tank for storing the superheated fluid and circulating the superheated fluid to the hot water tank to reheat the hot water stored in the hot water tank by a heat exchange function.

상기 과열 유체 저장탱크부는 상기 과열 유체가 저장되는 과열 유체 저장탱크, 상기 과열 유체가 상기 온수 탱크로 공급되도록 상기 온수 탱크와 상기 과열 유체 저장탱크를 연결하는 공급 유로 및 상기 온수 탱크에서 순환을 거친 상기 유체가 상기 과열 유체 저장탱크로 복귀되도록 상기 온수 탱크와 상기 과열 유체 저장탱크를 연결하는 배출 유로를 포함한다.
Wherein the superheating fluid storage tank comprises a superheated fluid storage tank for storing the superheated fluid, a supply channel for connecting the superheated fluid storage tank to the hot water tank so that the superheated fluid is supplied to the hot water tank, And a discharge channel connecting the hot water tank and the superheated fluid storage tank to return the fluid to the superheated fluid storage tank.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 태양열을 흡수하여 물을 가열시켜 제공하는 온수 제공방법에 있어서,According to another aspect of the present invention, there is provided a hot water supplying method for heating and supplying water by absorbing solar heat,

1) 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 물을 가열시켜 온수를 형성하고 저장하는 단계;1) absorbing solar heat and heating water through a heating medium disposed therein to form and store hot water;

2) 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 과열 유체를 형성하는 단계; 및2) absorbing solar heat to form a superheated fluid through a heat medium disposed therein; And

3) 저장된 상기 온수를 상기 과열 유체와의 열교환작용에 의해 재가열하는 단계를 포함하는 태양열 온수 제공방법을 제공한다.3) reheating the stored hot water by a heat exchange action with the superheated fluid.

상기 과열 유체는 유체를 가압함으로써 끓는점을 상승시켜 형성된다.
The superheated fluid is formed by raising the boiling point by pressurizing the fluid.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 가열된 물을, 가압시켜 끓는점이 상승되고 태양열로 가열함으로써 형성되는 과열 유체와 열교환작용을 통해 재가열시키는 태양열 온수 시스템을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a solar hot water system which absorbs solar heat, reheats the heated water through a heat medium disposed therein, and reheats the heated water through a heat exchange function with a boiling point elevated and heated by solar heat to provide.

본 발명의 태양열 온수 시스템은 태양열을 이용하여 형성 및 저장된 과열 유체를 순환시켜 온수를 재가열할 수 있게 함으로써, 전기나 화석 연료 등의 다른 에너지원을 사용하지 않고 태양열만으로 가동되는 경제적이고 친환경적인 태양열 온수 시스템을 제공한다. The solar hot water system of the present invention can reheat hot water by circulating superheated fluid formed and stored by using solar heat, thereby making it possible to use economical and environmentally friendly solar hot water which is operated only by solar heat without using other energy sources such as electricity or fossil fuel System.

도 1은 종래의 태양열 온수기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 온수 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional solar water heater.
2 is a schematic view of a solar hot water system according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 온수 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
2 is a schematic view of a solar hot water system according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 온수 시스템은 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 물을 가열시키는 제 1 태양열 가열기(10)와, 제 1 태양열 가열기(10)에서 가열된 물이 저장되는 온수 탱크(20)와, 과열 유체가 형성되도록 공급되는 유체의 압력을 상승시키는 가압 펌프(30)와, 가압 펌프(30)에 연결되며 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 유체를 가열하여 과열 유체를 형성시키는 제 2 태양열 가열기(40)와, 과열 유체를 저장하여 온수 탱크(20)에 순환시킴으로써 열교환작용에 의해 온수 탱크(20)에 저장된 온수를 재가열시키는 어큐뮬레이터부(50)를 포함한다.2, the solar hot water system according to an embodiment of the present invention includes a first solar heat heater 10 for absorbing solar heat and heating water through a heat medium disposed therein, a first solar heat heater 10 A pressurizing pump 30 for increasing the pressure of the fluid supplied to form the superheated fluid; a pressurizing pump 30 connected to the pressurizing pump 30 for absorbing the sunlight to be disposed therein; A second solar heat heater 40 that heats the fluid through the heated heat medium to form a superheated fluid, and the superheated fluid is stored and circulated in the hot water tank 20 to reheat the hot water stored in the hot water tank 20 by the heat exchange action And an accumulator section 50.

본 실시예에 따른 태양열 온수 시스템에는 제 1 태양열 가열기(10)로 직수를 공급하는 직수관(60)을 더 포함한다.The solar hot water system according to the present embodiment further includes a direct water pipe (60) for supplying direct water to the first solar heat heater (10).

본 실시예에 기재된 과열 유체란 과열 가스와 과열 액체를 포함하는 개념으로 사용된 것으로서, 여기서 과열 액체란 외부압력의 상승에 따라 끓는점 이상의 온도에 도달하였음에도 기화되지 않고 액체 상태를 유지하는 액체를 말한다.The superheated fluid described in this embodiment is used as a concept including a superheated gas and a superheated liquid. Here, superheated liquid refers to a liquid that maintains a liquid state without being vaporized even when the temperature reaches a boiling point or more as the external pressure rises.

이는 다음의 원리에 의한 것이다. This is based on the following principle.

보일-샤를의 법칙(Boyle-Charles' Law)은 온도가 일정할 때 기체의 압력은 부피에 반비례한다는 보일의 법칙과 압력이 일정할 때 기체의 부피는 온도의 증가에 비례한다는 샤를의 법칙을 조합하여 만든 법칙으로 온도, 압력, 부피가 동시에 변화할 때 이들 사이의 관계를 나타낸다. Boyle-Charles' Law defines Bohr's law that the gas pressure is inversely proportional to the volume when the temperature is constant, and Charles's law that the volume of the gas is proportional to the increase in temperature when the pressure is constant And the relationship between temperature, pressure, and volume at the same time.

이는 다음과 같은 수식으로 표현된다.This is expressed by the following equation.

Figure 112012020352098-pat00001
Figure 112012020352098-pat00001

위의 식에서 k는 상수이다. In the above equation, k is a constant.

따라서 위의 식을 만족시키려면, 압력이 상승할 경우 이에 따른 온도도 상승해야 함을 알 수 있다. Therefore, in order to satisfy the above equation, it can be seen that when the pressure rises, the corresponding temperature must also rise.

액체의 끓는점이란, 액체가 증발하면서 발생한 기체의 내부 압력과 외부 압력이 동일하게 되는 온도이고, 이를 위의 식에 적용해보면 외부 압력이 상승하는 경우, 액체의 끓는점도 상승해야 한다는 결론에 도달한다. The boiling point of the liquid is the temperature at which the internal pressure of the gas and the external pressure become the same when the liquid evaporates. Applying this to the above equation, it is concluded that the boiling point of the liquid should rise when the external pressure rises.

본 발명은 이러한 압력 상승에 의한 끓는점 오름 원리를 이용한다. 즉 가압 펌프(30)를 통해 압력을 상승시켜 유체의 끓는점을 높이고, 제 2 태양열 가열기(40)를 통해 유체를 원래의 끓는점 이상으로 가열하여 과열 유체를 형성시킨 후 이를 저장해두었다가, 온수를 재가열할 필요가 있는 때에 이를 순환시킴으로써 온수와의 열교환작용에 의해 온수를 가열하도록 하는 것이다.   The present invention utilizes the boiling point ascending principle by such a pressure rise. That is, the pressure is raised through the pressurizing pump 30 to increase the boiling point of the fluid. The fluid is heated to a temperature higher than the original boiling point through the second solar heat heater 40 to form a superheated fluid, Circulating the hot water when necessary, thereby heating the hot water by heat exchange with the hot water.

가압 펌프(30)에 의한 압력 상승의 정도는 원하는 끓는점 오름 효과를 고려하여 결정할 수 있는데, 도입된 유체의 임계점 이하의 압력 중에서 선택될 수 있다.The degree of pressure rise by the pressure pump 30 can be determined in consideration of the desired boiling point effect, and can be selected from pressures below the critical point of the introduced fluid.

일 예로, 도입된 유체가 물인 경우 임계점은 225.56 kgf/㎠, 374.15℃이고, 본 발명의 태양열 온수 시스템을 이용하여 약 370℃까지의 고온수가 형성될 수 있다.
For example, when the introduced fluid is water, the critical point is 225.56 kgf / cm 2, 374.15 ° C, and high temperature water up to about 370 ° C can be formed using the solar hot water system of the present invention.

온수 탱크(20)의 내부에는 과열 유체가 온수와 열교환작용으로 온수를 재가열할 수 있도록 순환하여 흐르는 코일형 파이프(21)를 설치할 수 있다.Inside the hot water tank 20, there can be provided a coil-shaped pipe 21 which circulates and circulates so that the superheated fluid can reheat the hot water by the hot water and the heat exchange action.

코일형 파이프(21)는 과열 유체의 온도에 대한 내구성을 지니면서도, 내부를 흐르는 과열 유체가 온수와 충분한 열교환작용을 할 수 있도록 열전도도가 우수한 소재로 제작될 수 있다. The coil-shaped pipe 21 has durability against the temperature of the superheated fluid, and can be made of a material having excellent thermal conductivity so that the superheated fluid flowing in the superheated fluid can perform a sufficient heat exchange function with the heated water.

온수 탱크(20)는 온수의 온도 저하를 감지하여 재가열 신호를 전송하는 온도 센서(22)를 더 포함한다.The hot water tank 20 further includes a temperature sensor 22 for detecting a temperature drop of the hot water and transmitting a reheating signal.

어큐뮬레이터부(50)는 과열 유체가 저장되는 어큐뮬레이터(51)와, 과열 유체가 온수 탱크(20)로 공급되도록 온수 탱크(20)와 어큐뮬레이터(51)를 연결하는 공급 유로(52)와, 상기 온수 탱크(20)에서 순환을 거친 유체가 상기 어큐뮬레이터(51)로 복귀되도록 온수 탱크(20)와 어큐뮬레이터(51)를 연결하는 배출 유로(53)를 포함한다. The accumulator unit 50 includes an accumulator 51 for storing superheated fluid, a supply flow path 52 for connecting the hot water tank 20 and the accumulator 51 so that the superheated fluid is supplied to the hot water tank 20, And a discharge passage 53 connecting the warm water tank 20 and the accumulator 51 so that the fluid circulated in the tank 20 is returned to the accumulator 51.

어큐뮬레이터(51)는 과열 유체가 저장되는 역할을 하는 동시에, 상대적으로 낮은 압력 부분에서는 가압 펌프(30)를 작동시키지 않고도 그 자체가 압력을 높여주는 역할을 수행한다. 본 발명은 이러한 어큐뮬레이터(51)를 도입함으로써 가압 펌프(30)의 용량 및 가동을 줄일 수 있으므로, 가압 펌프(30) 설치 및 가동에 따른 전력 소비를 감소시킬 수 있다.The accumulator 51 serves to store the superheated fluid, and at the relatively low pressure portion, the accumulator 51 performs the function of increasing the pressure itself without operating the pressure pump 30. [ The present invention can reduce the capacity and the operation of the pressurizing pump 30 by introducing such an accumulator 51, so that the power consumption due to the installation and operation of the pressurizing pump 30 can be reduced.

다만 어큐뮬레이터(51) 자체는 고압을 유지하기 어려우므로, 어큐뮬레이터(51)만으로 달성하기 어려운 고압이 필요한 경우에는 가압 펌프(30)를 가동하거나, 가압 펌프(30)와 어큐뮬레이터(51)를 조합하여 사용할 수 있다.Since the accumulator 51 itself is difficult to maintain a high pressure, the pressurizing pump 30 may be operated when a high pressure which is difficult to achieve by the accumulator 51 alone is required, or the pressurizing pump 30 and the accumulator 51 may be used in combination .

어큐뮬레이터부(50)는 공급 유로(52) 및 배출 유로(53) 중 적어도 하나에 마련되어 온도 센서(22)에서 전송된 신호를 감지하여 과열 유체의 순환을 조절하는 모터구동밸브(54)를 더 포함한다.The accumulator unit 50 further includes a motor drive valve 54 provided in at least one of the supply passage 52 and the discharge passage 53 to sense a signal transmitted from the temperature sensor 22 to control the circulation of the superheated fluid do.

직수관(60)을 통해 도입된 냉수가 제 1 태양열 가열기(10)에서 흡수된 태양열을 이용하여 내부에 배치된 열매체를 통해 가열되면서 온수가 형성되어 온수 탱크(20)에 저장된다. 온수 탱크(20)에 저장된 온수의 온도는 온도 센서(22)에 의해 계속하여 감지되고, 설정된 기준 온도 이하로 수온이 떨어지거나 저장된 온수의 온도보다 더 높은 온도의 온수가 필요한 경우에, 제어부(미도시)는 온도 센서(22)에서 감지되는 신호를 기초로 모터구동밸브(54)를 구동시킨다. The cold water introduced through the direct water pipe (60) is heated by the heat medium disposed inside using the solar heat absorbed by the first solar heat heater (10), and hot water is formed and stored in the hot water tank (20). When the temperature of the hot water stored in the hot water tank 20 is continuously sensed by the temperature sensor 22 and the temperature of the water falls below the set reference temperature or hot water having a temperature higher than the stored hot water temperature is required, The motor drive valve 54 is driven based on a signal sensed by the temperature sensor 22. [

제 2 태양열 가열기(40)에서는 이에 연결된 가압 펌프(30)에 의해 압력이 상승하여 끓는점이 올라간 유체가, 흡수된 태양열을 이용하여 내부에 배치된 열매체를 통해 끓는점 이상의 과열 유체로 가열되고, 이러한 과열 유체는 어큐뮬레이터(51)에 저장되었다가 재가열 신호를 수신한 모터구동밸브(54)의 개폐에 의해 코일형 파이프(21)를 순환하며 온수를 재가열한다. In the second solar heat heater 40, the fluid whose boiling point is raised by the pressure of the pressurizing pump 30 connected thereto is heated by the superheated fluid at a boiling point or more through the heat medium disposed inside using the absorbed solar heat. The fluid is stored in the accumulator 51 and circulated through the coil-shaped pipe 21 by opening and closing the motor drive valve 54 which receives the reheating signal, and reheats the hot water.

필요한 경우, 코일형 파이프(21)로 순환하는 과열 유체의 유속을 조절하기 위한 별도의 펌프가 어큐뮬레이터부(50)의 공급 유로(52)에 배치될 수도 있으며, 유속 조절을 통해 온수의 재가열 정도를 조절할 수 있을 것이다.If necessary, a separate pump for regulating the flow rate of the superheating fluid circulating to the coil-shaped pipe 21 may be disposed in the supply flow path 52 of the accumulator section 50. The degree of reheating of the hot water You will be able to control it.

또한 모터구동밸브(54)에 의해 과열 유체의 코일형 파이프(21) 내 체류 시간을 조절함으로써 열교환작용과 이에 의한 온수의 재가열 정도를 조절할 수 있다.
Further, by controlling the residence time of the superheated fluid in the coil-shaped pipe 21 by the motor drive valve 54, the heat exchange action and the degree of reheating of the hot water by the heat exchange action can be controlled.

본 발명의 다른 실시예에서, 본 실시예의 어큐뮬레이터부(50)는 과열 유체 저장탱크부(미도시)로 대체될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the accumulator portion 50 of the present embodiment may be replaced by an overheating fluid storage tank portion (not shown).

이와 같은 본 발명의 다른 실시예에서, 과열 유체 저장 탱크부(미도시)는 어큐뮬레이터(51)가 과열 유체 저장탱크(미도시)로 대체되는 점을 제외하면 전술한 어큐뮬레이터부(50)와 동일하게 구성된다. In another embodiment of the present invention, the superheating fluid storage tank (not shown) is similar to the accumulator 50 except that the accumulator 51 is replaced by an overheating fluid storage tank .

이처럼 어큐뮬레이터(51)가 과열 유체 저장탱크(미도시)로 대체되는 경우, 어큐뮬레이터(51)에 의한 가압 효과는 달성할 수 없지만 시스템의 구성이 보다 간단해지고, 어큐뮬레이터(51)에 비해 저렴한 과열 유체 저장탱크를 설치함으로써 시스템 설치 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
In this way, when the accumulator 51 is replaced with an overheating fluid storage tank (not shown), the pressurizing effect by the accumulator 51 can not be achieved, but the structure of the system becomes simpler, By installing a tank, it is possible to reduce system installation cost.

유체는 물 및 해수를 포함하는 군에서 선택될 수 있다.The fluid may be selected from the group comprising water and seawater.

해수 등 몰랄 농도가 높은 유체를 선택한다면 이에 의한 끓는점 오름 효과 또한 있으므로, 보다 효과적으로 과열유체를 형성시킬 수 있을 것이다.
If a fluid having a high molybdenum concentration such as seawater is selected, the boiling point of the fluid is increased, so that a superheated fluid can be formed more effectively.

본 발명의 일 실시예에 따른 온수의 제공방법은 다음의 단계를 포함한다.A method of providing hot water according to an embodiment of the present invention includes the following steps.

태양열을 흡수하여 물을 가열시켜 제공하는 태양열 온수 제공방법에 있어서, 1) 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 물을 가열시켜 온수를 형성하고 저장하는 단계와, 2) 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 과열 유체를 형성하는 단계와, 3) 저장된 온수를 과열 유체와의 열교환작용에 의해 재가열하는 단계를 포함한다.
1. A method of providing solar hot water by absorbing solar heat to provide water by heating, comprising the steps of: 1) absorbing solar heat, heating water through a heat medium disposed therein to form and store hot water, and 2) Forming a superheated fluid through the heat medium disposed in the superheated fluid; and 3) reheating the stored superheated water by heat exchange with the superheated fluid.

이하에서 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 온수 시스템의 사용 상태를 간략히 설명한다.Hereinafter, the use state of the solar hot water system according to an embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIG.

직수관(60)을 통해 도입된 냉수는 제 1 태양열 가열기(10)에서 흡수된 태양열을 이용하여 내부에 배치된 열매체를 통해 가열되면서 온수가 형성되어 온수 탱크(20)에 저장된다. 온수 탱크(20)에 저장된 온수의 온도는 온도 센서(22)에 의해 계속하여 감지되고, 설정된 기준 온도 이하로 수온이 떨어지거나 저장된 온수의 온도보다 더 높은 온도의 온수가 필요한 경우에, 제어부(미도시)는 온도센서에서 감지되는 신호를 기초로 모터구동밸브(54)를 구동시킨다. The cold water introduced through the direct water pipe (60) is heated by the heat medium disposed inside using the solar heat absorbed by the first solar heat heater (10), and hot water is formed and stored in the hot water tank (20). When the temperature of the hot water stored in the hot water tank 20 is continuously sensed by the temperature sensor 22 and the temperature of the water falls below the set reference temperature or hot water having a temperature higher than the stored hot water temperature is required, The motor drive valve 54 is driven based on a signal sensed by the temperature sensor.

어큐뮬레이터(51) 또는 가압 펌프(30)에 의해 압력이 상승하여 끓는점이 올라간 유체는 제 2 태양열 가열기(40)에서 흡수된 태양열을 이용하여 내부에 배치된 열매체를 통해 끓는점 이상의 과열 유체로 가열되고, 이러한 과열 유체는 어큐뮬레이터(51)에 저장되었다가 재가열 신호를 수신한 모터구동밸브(54)의 개폐에 의해 코일형 파이프(21)를 순환하며 온수를 재가열한다.
The fluid whose pressure rises due to the increase of the pressure by the accumulator 51 or the pressurizing pump 30 is heated by the superheated fluid having a boiling point higher than the boiling point through the heat medium disposed inside using the solar heat absorbed by the second solar heaters 40, The superheated fluid is stored in the accumulator 51 and circulated through the coiled pipe 21 by opening and closing the motor drive valve 54 which receives the reheating signal to reheat the hot water.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예는 태양열 온수 시스템에서 가압 펌프(30)와 제 2 태양열 가열기(40)를 통해 과열 유체를 형성시키고 이를 저장해두었다가 순환시켜 온수를 재가열함으로써, 전기나 화석 연료를 사용하지 않아 설비 이후의 추가적 비용발생이 없어 경제적이고 화석 연료 사용에 따른 온실가스 발생이 없어 보다 친환경적인 태양열 온수 시스템을 제공할 수 있으며, 이를 통해 야간이나 장마철 등 일조량이 충분치 않은 경우에도 안정적으로 태양열 온수 시스템을 통한 온수 공급이 가능하다.
As described above, according to the present embodiment, in the solar hot water system, the superheating fluid is formed through the pressurizing pump 30 and the second solar heaters 40, and the hot water is reheated by circulating the superheated fluid, Therefore, it is possible to provide a more environmentally friendly solar hot water system because there is no additional cost after installation and there is no greenhouse gas generation due to the use of fossil fuel. Thus, even if nighttime or rainy season is not enough, Hot water supply is possible through the system.

이와 같은 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

10: 제 1 태양열 가열기
20: 온수 탱크
21: 코일형 파이프
22: 온도 센서
30: 가압 펌프
40: 제 2 태양열 가열기
50: 어큐뮬레이터부
51: 어큐뮬레이터
52: 공급 유로
53: 배출 유로
54: 모터구동밸브
60: 직수관10: First solar heater
20: Hot water tank
21: Coil type pipe
22: Temperature sensor
30: Pressure pump
40: second solar heat heater
50: Accumulator part
51: Accumulator
52:
53:
54: Motor drive valve
60: Direct water pipe

Claims (12)

태양열을 흡수하여 물을 가열시키는 태양열 온수 시스템에 있어서,
태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 물을 가열시키는 제 1 태양열 가열기;
상기 제 1 태양열 가열기에서 가열된 물이 저장되는 온수 탱크;
과열 유체가 형성되도록 공급되는 유체의 압력을 상승시키는 가압 펌프;
상기 가압 펌프에 연결되며 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 상기 유체를 가열하여 상기 과열 유체를 형성시키는 제 2 태양열 가열기; 및
상기 과열 유체를 저장하여 상기 온수 탱크에 순환시킴으로써 열교환작용에 의해 상기 온수 탱크에 저장된 온수를 재가열시키는 어큐뮬레이터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 온수 시스템.1. A solar hot water system for absorbing solar heat to heat water,
A first solar heat heater for absorbing solar heat and heating water through a heat medium disposed therein;
A hot water tank in which water heated by the first solar heaters is stored;
A pressurizing pump for raising the pressure of the fluid supplied to form the superheated fluid;
A second solar heater connected to the pressurizing pump and absorbing solar heat to form the superheated fluid by heating the fluid through a heat medium disposed therein; And
And an accumulator unit for reheating the hot water stored in the hot water tank by heat exchange by circulating the superheated fluid to the hot water tank. 제 1항에 있어서, 상기 태양열 온수 시스템은
상기 제 1 태양열 가열기로 직수를 공급하는 직수관을 더 포함하는 태양열 온수 시스템.The system of claim 1, wherein the solar hot water system
And a direct water pipe for supplying direct water to the first solar heaters. 제 1항에 있어서,
상기 온수 탱크의 내부에 설치되며 상기 과열 유체가 상기 온수와 열교환작용으로 상기 온수를 재가열할 수 있도록 순환하여 흐르는 코일형 파이프를 더 포함하는 태양열 온수 시스템.The method according to claim 1,
And a coil-shaped pipe installed inside the hot water tank and circulatingly flowing to allow the superheated fluid to reheat the hot water by a heat exchange action with the hot water. 제 1항에 있어서,
상기 온수 탱크에 설치되며 상기 온수의 온도 저하를 감지하여 재가열 신호를 전송하는 온도센서를 더 포함하는 태양열 온수 시스템.The method according to claim 1,
And a temperature sensor installed in the hot water tank for detecting a temperature drop of the hot water and transmitting a reheating signal. 제 4항에 있어서, 상기 어큐뮬레이터부는
상기 과열 유체가 저장되는 어큐뮬레이터;
상기 과열 유체가 상기 온수 탱크로 공급되도록 상기 온수 탱크와 상기 어큐뮬레이터를 연결하는 공급 유로; 및
상기 온수 탱크에서 순환을 거친 상기 유체가 상기 어큐뮬레이터로 복귀되도록 상기 온수 탱크와 상기 어큐뮬레이터를 연결하는 배출 유로를 포함하는 태양열 온수 시스템. 5. The apparatus of claim 4, wherein the accumulator portion
An accumulator for storing the superheated fluid;
A supply passage connecting the hot water tank and the accumulator so that the superheated fluid is supplied to the hot water tank; And
And a discharge flow path for connecting the hot water tank and the accumulator so that the fluid circulated in the hot water tank returns to the accumulator. 제 5항에 있어서, 상기 어큐뮬레이터부는
상기 공급 유로 및 상기 배출 유로 중 적어도 하나에 마련되어 상기 온도센서에서 전송된 신호를 감지하여 상기 과열 유체의 순환을 조절하는 모터구동밸브를 더 포함하는 태양열 온수 시스템. 6. The apparatus of claim 5, wherein the accumulator portion
Further comprising a motor drive valve disposed in at least one of the supply passage and the discharge passage for sensing a signal transmitted from the temperature sensor to control circulation of the superheated fluid. 태양열을 흡수하여 물을 가열시키는 태양열 온수 시스템에 있어서,
태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 물을 가열시키는 제 1 태양열 가열기;
상기 제 1 태양열 가열기에서 가열된 물이 저장되는 온수 탱크;
과열 유체가 형성되도록 공급되는 유체의 압력을 상승시키는 가압 펌프;
상기 가압 펌프에 연결되며 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 상기 유체를 가열하여 상기 과열 유체를 형성시키는 제 2 태양열 가열기; 및
상기 과열 유체를 저장하여 상기 온수 탱크에 순환시킴으로써 열교환작용에 의해 상기 온수 탱크에 저장된 온수를 재가열시키는 과열 유체 저장탱크부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 온수 시스템.1. A solar hot water system for absorbing solar heat to heat water,
A first solar heat heater for absorbing solar heat and heating water through a heat medium disposed therein;
A hot water tank in which water heated by the first solar heaters is stored;
A pressurizing pump for raising the pressure of the fluid supplied to form the superheated fluid;
A second solar heater connected to the pressurizing pump and absorbing solar heat to form the superheated fluid by heating the fluid through a heat medium disposed therein; And
And a superheating fluid storage tank for storing the superheated fluid and circulating the superheated fluid to the hot water tank to reheat the hot water stored in the hot water tank by a heat exchange function. 제 7항에 있어서, 상기 과열 유체 저장탱크부는
상기 과열 유체가 저장되는 과열 유체 저장탱크;
상기 과열 유체가 상기 온수 탱크로 공급되도록 상기 온수 탱크와 상기 과열 유체 저장탱크를 연결하는 공급 유로; 및
상기 온수 탱크에서 순환을 거친 상기 유체가 상기 과열 유체 저장탱크로 복귀되도록 상기 온수 탱크와 상기 과열 유체 저장탱크를 연결하는 배출 유로를 포함하는 태양열 온수 시스템. The apparatus of claim 7, wherein the overheated fluid storage tank
A superheated fluid storage tank in which the superheated fluid is stored;
A supply passage connecting the hot water tank and the superheated fluid storage tank so that the superheated fluid is supplied to the hot water tank; And
And a discharge flow channel connecting the hot water tank and the superheated fluid storage tank so that the fluid circulated in the hot water tank returns to the superheat fluid storage tank. 제 1항 또는 제 7항에 있어서,
상기 유체는 물 및 해수를 포함하는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 태양열 온수 시스템. 8. The method of claim 1 or 7,
Wherein the fluid is selected from the group comprising water and seawater. 태양열을 흡수하여 물을 가열시켜 제공하는 온수 제공방법에 있어서,
1) 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 물을 가열시켜 온수를 형성하고 저장하는 단계;
2) 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 과열 유체를 형성하는 단계; 및
3) 저장된 상기 온수를 상기 과열 유체와의 열교환작용에 의해 재가열하는 단계를 포함하는 태양열 온수 제공방법. A method of providing hot water by absorbing solar heat to heat and provide water,
1) absorbing solar heat and heating water through a heating medium disposed therein to form and store hot water;
2) absorbing solar heat to form a superheated fluid through a heat medium disposed therein; And
3) reheating the stored hot water by heat exchange with the superheated fluid. 제 10항에 있어서, 상기 과열 유체는 유체를 가압함으로써 끓는점을 상승시켜 형성되는 태양열 온수 제공방법. The method of claim 10, wherein the superheating fluid is formed by raising the boiling point by pressurizing the fluid. 태양열을 흡수하여 내부에 배치된 열매체를 통해 가열된 물을, 가압시켜 끓는점이 상승되고 태양열로 가열함으로써 형성되는 과열 유체와 열교환작용을 통해 재가열시키는 태양열 온수 시스템.A solar hot water system that absorbs solar heat and reheats the heated water through a heat medium placed inside, reheating the heat by heat exchange with the superheated fluid formed by heating the solar heated boiling point.
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